Современные механизмы работают при больших нагрузках, актуальна проблема повышения срока службы отдельных узлов. Достичь цели позволяет повышение качества поверхностей. Чтобы повысить показатели износостойкости и прочности, в машиностроении используется ультразвуковая полировка металла, дающая возможность сделать материал менее шероховатым и более твердым. Это снижает интенсивность износа при неблагоприятных воздействиях среды и интенсивных нагрузках.
Ультразвуком можно полировать наружные и внутренние поверхности деталей из стали, меди и других металлов. Поверхности могут быть плоские, шаровые, торцевые, цилиндрические, конические с радиусными или прямоугольными канавками. На металл воздействуют ультразвуковые колебания высокой частоты и большой силы, возникает напряжение, вызывающее пластические деформации, снижающие шероховатость.
Требуемое оборудование и химикаты
Полировка металла ультразвуком начинается с выбора абразивного (шлифовального) материала, характеризующегося различной степенью твердости. Они отличаются по составу и размерам зерна, которое может быть крупным, средним, тонким или очень тонким.
Чтобы поверхность стала действительно качественной, в процессе обработки абразивы меняются. Они деликатно снимают микрочастицы с поверхности материала без воздействия ударом. Высокую производительность обеспечивает большая амплитуда колебаний.
В промышленности используется оборудование для обработки плоских деталей, наружной и внутренней полировки цилиндрических узлов.
Основа ультразвукового инструмента – преобразователь, на котором меняются инденторы (насадки), отличающиеся по твердости.
Для изготовления насадок используется:
- электрокорунд (оксид алюминия),
- циркониевый корунд (сплав окиси циркония и окиси алюминия),
- карбид кремния или бора,
- кварц,
- мел.
Более простое оборудование для ультразвуковой шлифовки (полировки) металла внутри деталей.
Оно подходит только для узлов с определенными показателями диаметра и глубины прохода.
Плоские детали так же обрабатываются прямо на токарном станке.
Можно купить так же ручной аппарат ультразвуковой полировки металла, в корпус которого вмонтирован преобразователь, соединенный с генератором электродами.
Меняя насадки, можно сгладить острые углы, удалить град, устранить пазы и прорезы. Возможно использование для обработки не только плоских, но и круглых (полукруглых) поверхностей. Частота задается генератором в зависимости от вида абразива.
Пропорции создания
Часто перед окончательной обработкой поверхности необходимо чистить, особенно, если они хранились на складе и подверглись воздействию коррозии, на них наносилась смазка, образовались механические загрязнения. Используются химические составы, способные разрыхлить или растворить налет. Для активации этих жидкостей используется ультразвук.
Моющие средства (чаще всего 10-30-и процентный раствор сульфомалеинового ангидрида в воде с температурой 50-80оС) наливаются в ванну, оснащенную волноводом, от которого исходят ультразвуковые колебания.
Важно! При использовании ультразвука для приготовления раствора можно использовать более дешевые химикаты: органические кислоты, фосфат цинка, азотокислый натрий.
Ультразвуковая очистка применяется в ситуациях, когда другие способы неэффективны. Наиболее распространен такой метод очистки в производстве деталей для приборов на полупроводниках, оборудования для энергетики и коммуникаций. Использование ванны позволяет очистить детали различных размеров и конфигураций. На больших машиностроительных предприятиях устанавливаются автоматизированные линии, почти полностью исключающие ручной труд. Автомастерские приобретают менее громоздкое оборудование для обработки отдельных небольших узлов, например, инжекторов, карбюраторов.
Область применения
Шлифовка и полировка ультразвуком применяется на предприятиях, производящих детали и узлы для:
- линейной промышленности (насосов, турбин, вентиляторов),
- строительства (детали интерьера и фасадов),
- кораблестроения,
- металлообрабатывающей промышленности,
- машиностроения,
- пищевой и фармацевтической промышленности.
Важно! Заказчик может определять желаемое качество поверхностей, соблюдение требуемых показателей шероховатости.
Преимущества и недостатки
Основные особенности технологии: изменение микроструктуры поверхностей и большая скорость деформации. Меняются технические характеристики металла:
- повышается сопротивление к истиранию,
- увеличиваются показатели прочности (в том числе усталостной) до 150%,
- расширяются пределы текучести,
- лучше отражается свет,
- снижается магнитная, тепло- и электропроводность,
- повышается устойчивость к образованию ржавчины.
Важно! Ультразвук позволяет получить шероховатость 0,04-0,1 мкм, соответствующую 10-12 классу.
Единственный недостаток – необходимость тщательно следить за толщиной снимаемого с поверхности слоя. Деталь теряет качество, если слой слишком толстый.
В производстве не нужно использовать шлифовальные станки или ручную работу шлифовальщиков, детали не нужно перемещать. Существует оборудование, позволяющее одновременно резать и обрабатывать ультразвуком любую деталь. Отпадает необходимость в абразивном инструменте, притирочных пастах, войлоке. На крупных предприятиях процесс полностью автоматизируется.
(Пока оценок нет)
Загрузка...
